CN218001526U - 脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及钢铁焦化行业尾气的烟气净化处理领域，尤其涉及一种脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统，包括热风炉、设于热风炉一端的燃烧器、连接燃烧器的的助燃风机、设于热风炉内的一级换热盘管、二级换热盘管和喷嘴；所述一级换热盘管和二级换热盘管均嵌入式安装于热风炉炉膛的内壁，进风口均连接助燃风机，其中：所述一级换热盘管的出风口连接所述燃烧器，所述二级换热盘管的出风口连接所述喷嘴，所述喷嘴设于炉膛的顶部。本实用新型利用热风炉自身热量预热助燃风，助燃风和燃尽风分二级进入热风炉，实现了热风炉分层二级燃烧，煤气燃烧更充分，减少CO的残留，提高燃烧效率，降低了NO_X的生成。

Description

脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统

技术领域

本实用新型涉及钢铁焦化行业尾气的烟气净化处理领域，尤其涉及一种脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统。

背景技术

焦炉排放的尾气中含有大量的NO_X(800～1200mg/Nm³)，现国家已出台相关的法规及规范要求进行处理，常规处理工艺为SCR选择性催化还原工艺，此工艺的最佳反应温度为300～420℃之间， 220～300℃也可采用此工艺，不过在此温度下长期运行将会产生副产物硫酸氢氨，可能堵塞整个脱硝系统。然而焦炉排放的尾气温度为180～260℃，故现主流脱硝处理工艺为：中低温SCR脱硝(220～260 ℃)+热风炉解析升温，即利用热风炉燃烧后的高温烟气将硫酸氢氨热分解，疏通整个脱硝系统。

应用于焦炉脱硝常用的热风炉燃料采用焦炉自产的焦炉煤气，目前常规热风炉为配套助燃风机将常温空气直接鼓入安装在热风炉一端的煤气燃烧器，燃烧器助燃风接口侧面接入焦炉煤气，使焦炉煤气及助燃空气在燃烧器位置全部剧烈高温燃烧，燃烧出口温度可至1300 ℃，热风炉炉体需内衬不小于250mm的耐高温耐火砖或浇筑料，以保护炉体内部的安全和隔绝高温传递至炉体外部钢板。这种方式存在如下弊端：

1、焦炉煤气及助燃空气在燃烧器位置有限空间全部剧烈高温燃烧，使炉膛燃烧中心温度过高，根据NO_X生成机理，当燃烧温度大于1200℃时，在相同条件下热力型NO_X生成量随燃烧温度增高而增大，故常规热风炉将排放100～200mg/Nm³的NO_X，增加了后端脱硝系统的处理压力和氨消耗。

2、热风炉出口烟气温度过大，直接通入脱硝装置，对热风炉出口至脱硝段的烟道材质要求较高，根据规范，耐高温较好的高合金钢材310S的最高推荐使用温度为800℃，且出口烟气温度过高将有可能烧坏催化剂(最高耐温420℃)。常规脱硝要求解析热风炉出口烟气温度≤600℃，一般做法为在热风炉出口混入常温空气，这样相当于通入过量的氧，增加了运行能耗，且使后端脱硝装置氧含量升高，不利用NO_X系统的处理。

3、热风炉出于对炉膛内外的安全保护，炉体内壁250mm以上的耐火砖等，使整个炉体重量较重，常规可达25～40t。设备的成本及附属支撑材料成本非常高。

4、通入常温助燃风，在燃烧时需消耗热量补充助燃风温度，增加了煤气的消耗，且不利于煤气的充分燃烧。

随着对大气污染物排放的日益严格，节能减排的大趋势下，如何充分利用有限的热量，实现解析热风炉的节能、减排、降低设备成本，是行业所关心的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统，包括热风炉、设于热风炉一端的燃烧器、连接燃烧器的的助燃风机、设于热风炉内的一级换热盘管、二级换热盘管和喷嘴；所述一级换热盘管和二级换热盘管均嵌入式安装于热风炉炉膛的内壁，进风口均连接助燃风机，其中：所述一级换热盘管的出风口连接所述燃烧器，所述二级换热盘管的出风口连接所述喷嘴，所述喷嘴设于炉膛的顶部。

在本实用新型提供的脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统的一种较佳实施例中，所述一级换热盘管设于炉膛的主燃区；所述二级换热盘管设于炉膛的燃尽区。

在本实用新型提供的脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统的一种较佳实施例中，还包括助燃风调节阀、燃尽风调节阀、助燃风测温装置和燃尽风测温装置，所述助燃风调节阀和助燃风测温装置分别设于所述一级换热盘管与所述助燃风机和所述燃烧器的连接管道上；所述燃尽风调节阀设于所述二级换热盘管与所述助燃风机的连接管道上，所述燃尽风测温装置设于所述二级换热盘管上。

在本实用新型提供的脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统的一种较佳实施例中，还包括流量计，所述流量计设于所述二级换热盘管与所述助燃风机的连接管道上。

在本实用新型提供的脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统的一种较佳实施例中，还包括热风炉出口测温装置，设于所述热风炉的出风口。

在本实用新型提供的脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统的一种较佳实施例中，所述助燃风机采用变频助燃风机，其进风口设有入口风门。

在本实用新型提供的脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统的一种较佳实施例中，所述助燃风调节阀、燃尽风调节阀、助燃风测温装置、燃尽风测温装置、流量计、热风炉出口测温装置、助燃风机和入口风门均电信号连接PLC控制器，所述PLC控制器通信连接上位机。

与现有技术相比，本实用新型提供的脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统的有益效果是：

一、本实用新型利用热风炉自身热量预热助燃风，实现热量回收，节省煤气消耗，热风炉着火更容易；

二、助燃风和燃尽风分二级进入热风炉，实现了热风炉分层二级燃烧，煤气燃烧更充分，减少CO的残留，提高燃烧效率；一级助燃风欠氧燃烧，二级燃尽风扩大区域均匀燃烧，降低NO_X的生成；

三、一级换热盘管、二级换热盘管布置在炉体上，减少了耐火砖的使用，减轻了热风炉重量，降低了设备的制造投资成本；且炉体内壁的换热盘管间接隔断了炉内部传热至外炉壁，保护了外炉壁钢板，更加安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型提供的脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

本实施例提供一种脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统，如附图1 所以，包括热风炉1、设于热风炉一端的燃烧器2、连接燃烧器的的助燃风机3、设于热风炉内的一级换热盘管4、二级换热盘管5和喷嘴6。

所述一级换热盘管4和二级换热盘管5均嵌入式安装于热风炉1 炉膛的内壁，这种安装方式能减少炉膛耐火砖的使用，减轻热风炉的重量，降低设备的制造投资成本；且炉体内壁的换热盘管间接隔断了炉内部传热至外炉壁，保护了外炉壁钢板，更加安全；所述一级换热盘管4、二级换热盘管5的进风口均连接助燃风机3，其中：所述一级换热盘管4的出风口连接所述燃烧器2，所述二级换热盘管5的出风口连接所述喷嘴6，所述喷嘴6设于炉膛的顶部。优选的，本实施例的所述一级换热盘管4设于炉膛的主燃区；所述二级换热盘管5设于炉膛的燃尽区。

本实施例中，助燃空气通过助燃风机增压后分成两路，分别为助燃风和燃尽风，助燃风进入靠近燃烧器的一级换热盘管，炉膛内高温烟气传递热量给助燃风，提高助燃风温度，同时也实现了炉膛内热量的回收，换热后的助燃风进入燃烧器与焦炉煤气进行混合燃烧，节省煤气消耗，热风炉着火更容易；燃尽风经过进入二级换热盘管，炉膛内高温烟气再次传递热量给燃尽风，提高燃尽风温度，换热后的燃尽风由喷嘴喷入炉膛，再次助燃和燃尽炉内煤气，实现二级分层燃烧，煤气燃烧更充分，减少CO的残留，提高燃烧效率；一级助燃风欠氧燃烧，二级燃尽风扩大区域均匀燃烧，降低NO_X的生成。

实施例二

在实施例一的基础上，如附图1所示，为了方便对助燃风和燃尽风的控制，本实施例还设计有助燃风调节阀7、燃尽风调节阀8、助燃风测温装置9和燃尽风测温装置10，所述助燃风调节阀7和助燃风测温装置9分别设于所述一级换热盘管4与所述助燃风机3和所述燃烧器2的连接管道上，分别用于调节助燃风的流量和检测助燃风的温度；所述燃尽风调节阀8设于所述二级换热盘管5与所述助燃风机 3的连接管道上，所述燃尽风测温装置10设于所述二级换热盘管5 上，分别用于调节燃尽风的流量和检测燃尽风的温度。

进一步的，本实施例还设计有流量计11，所述流量计11设于所述二级换热盘管5与所述助燃风机3的连接管道上，用于检测进入二级换热盘管内燃尽风的流量。

进一步的，本实施例还设计有热风炉出口测温装置12，设于所述热风炉1的出风口，用于检测热风炉出风口的温度。

优选的，本实施例的所述助燃风机3采用变频助燃风机，其进风口设有入口风门13。

具体实施时，助燃风和燃尽风根据助燃风测温装置、流量计、燃尽风测温装置和炉出口测温装置的数值综合调节助燃风机的入口风门、助燃风机、助燃风调节阀和燃尽风调节阀，控制两路风的流量和温度以满足使用要求。

本实施例中的所述助燃风调节阀7、燃尽风调节阀8、助燃风测温装置9、燃尽风测温装置10、流量计11、热风炉出口测温装置12、助燃风机3和入口风门13均电信号连接PLC控制器(图中未示出)，由PLC控制器实现上述控制，所述PLC控制器通信连接上位机(图中未示出)，可由上位机进行远程控制。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统，包括热风炉、设于热风炉一端的燃烧器和连接燃烧器的助燃风机，其特征在于：还包括一级换热盘管、二级换热盘管和喷嘴；

所述一级换热盘管和二级换热盘管均嵌入式安装于热风炉炉膛的内壁，进风口均连接助燃风机，其中：所述一级换热盘管的出风口连接所述燃烧器，所述二级换热盘管的出风口连接所述喷嘴，所述喷嘴设于炉膛的顶部。

2.根据权利要求1所述的脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统，其特征在于：所述一级换热盘管设于炉膛的主燃区；所述二级换热盘管设于炉膛的燃尽区。

3.根据权利要求1或2所述的脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统，其特征在于：还包括助燃风调节阀、燃尽风调节阀、助燃风测温装置和燃尽风测温装置，所述助燃风调节阀和助燃风测温装置分别设于所述一级换热盘管与所述助燃风机和所述燃烧器的连接管道上；所述燃尽风调节阀设于所述二级换热盘管与所述助燃风机的连接管道上，所述燃尽风测温装置设于所述二级换热盘管上。

4.根据权利要求3所述的脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统，其特征在于：还包括流量计，所述流量计设于所述二级换热盘管与所述助燃风机的连接管道上。

5.根据权利要求4所述的脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统，其特征在于：还包括热风炉出口测温装置，设于所述热风炉的出风口。

6.根据权利要求5所述的脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统，其特征在于：所述助燃风机采用变频助燃风机，其进风口设有入口风门。

7.根据权利要求6所述的脱硝装置用分层燃烧式热风炉系统，其特征在于：所述助燃风调节阀、燃尽风调节阀、助燃风测温装置、燃尽风测温装置、流量计、热风炉出口测温装置、助燃风机和入口风门均电信号连接PLC控制器，所述PLC控制器通信连接上位机。

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